Elektriskā strāva

Augstsprieguma strāvas transformatori

Elektriskā strāva ir elektrisko lādiņu (lādiņnesēju) orientēta plūsma. Elektriskā strāva vielā var plūst tikai tad, ja tajā pietiekamā koncentrācijā eksistē brīvi lādiņnesēji, kas var pārvietoties makroskopiskā attālumā. Par šādām vielām saka, ka tās labi vada elektrisko strāvu jeb tie ir vadītāji. Lai strāva plūstu, vadītājā jāpastāv elektriskajam laukam, kuru rada elektroenerģijas avots. Elektriskā lauka spēks izraisa lādiņnesēju kustību. Lādiņnesēji var būt gan brīvie elektroni metālā, pozitīvie un negatīvie joni gāzēs, šķidrumos un plazmā.

Lai būtu elektriskā strāva, jāveido noslēgta elektriskā ķēde, kurā ir strāvas avots. Strāvas avots nodrošina spriegumu, kā rezultātā ķēdē plūst elektriskā strāva ar noteiktu strāvas stiprumu.

Fizikālais apraksts

Strāvas virziens

Par elektriskās strāvas virzienu ir pieņemts pozitīvo lādiņu virziens

Par elektriskās strāvas virzienu pieņemts uzskatīt pozitīvo lādiņnesēju kustības virzienu. Tāpēc, ja strāva ir negatīvu elektronu plūsma (kā, piemēram, metālos), tad strāvas virziens ir pretējs elektronu orientētās kustības virzienam.

Strāvas stiprums

Elektriskās strāvas stiprums $I\$ ir elektriskais lādiņš $q\$, kurš noteiktā laikā $t\$ izplūst caur vadītāja šķērsgriezuma laukumu.

$I={\frac {q}{t}}\$

Precizējot, strāvas stipruma formula ir:

$I={\frac {\mathrm {d} q}{\mathrm {d} t}}\$

kur

$\mathrm {d} q\$ — lādiņš, kurš izplūda caur vadītāja šķērsgriezuma laukumu

$\mathrm {d} t\$ — laika intervāls, kad notiek lādiņa plūsma

Strāvas tilpuma blīvums

Elektriskās strāvas tilpuma blīvumu apzīmē ar ${\vec {j}}\$

Ja lādiņnesēji pārvietojas tilpumā, tad to plūsmas līnijas šķērso virsmu $S\$

$I=\int _{S}{\vec {j}}\mathrm {d} {\vec {S}}=\int _{S}j_{n}\mathrm {d} S\$

kur

$j_{n}={\vec {j}}{\vec {n}}\$

${\vec {n}}\$ - virsmas $S\$ normāles vektors

Saistība ar lādiņa tilpuma blīvumu

${\vec {j}}=\rho {\vec {v}}\$

kur

${\vec {v}}\$ - lādiņu orientētās kustības vidējais ātrums

Strāvas virsmas blīvums

Elektriskās strāvas virsmas blīvumu apzīmē ar ${\vec {i}}\$

Ja lādiņnesēji pārvietojas pa ķermeņa (vada) virsmu, tad to plūsmas līnijas šķērso līniju $l\$, kura veido šo virsmu.

$I=\int _{l}{\vec {i}}\mathrm {d} {\vec {l}}=\int _{l}i_{n}\mathrm {d} l\$

kur

$i_{n}={\vec {i}}{\vec {n}}\$

Saistība ar lādiņa virsmas blīvumu

${\vec {i}}=\rho _{S}{\vec {v}}\$

Līdzstrāva un maiņstrāva

Elektriskās strāvas veids ir atkarīgs no strāvas avota. Ja ir galvaniskais elements (baterijas, akumulatori), tad ir līdzstrāva, savukārt ģenerators ražo maiņstrāvu. Līdzstrāvā elektriskā strāva visu laiku plūst tikai vienā virzienā, bet maiņstrāvā strāvas plūšanas virziens periodiski mainās. Dažreiz tiek izmantoti arī angļu valodas apzīmējumi AC/DC, kur AC nozīmē maiņstrāvu (alternating current), bet DC apzīmē līdzstrāvu (direct current). Maiņstrāva plaši tiek izmantota sadzīves elektrotīklā. Audio un radio signāli arī ir specifiski maiņstrāvas piemēri.

Ārējās saites

• Vikikrātuvē par šo tēmu ir pieejami multivides faili. Skatīt: Elektriskā strāva.
• «1.8. Elektriskā strāva. Oma likums» (latviešu).